Versuch in Physik: Kugelbahnen, Numbers und das edu-iPad

2 Min. Lesezeit

11.01.2019

Der Zusammenhang von Geschwindigkeit und Beschleunigung ist mit einer Kugelbahn einfach zu erklären. Besonders interessant wird der Versuch in Kombination mit dem edu-iPad. Schülerinnen und Schüler stellen ihre eigenen Vermutungen auf, führen Versuche durch und fassen ihre Beobachtungen am edu-iPad individuell zusammen - in einem Numbers-File, als Video oder Keynote-Präsentation!

Zielgruppe:
Neue Mittelschule, 1.-2. Klasse

Unterrichtsfach:
Physik

Verwendete Apps:
Kamera, Numbers, Keynote, Uhr

Dauer:
Eine Unterrichtseinheit (50 Minuten)

Endprodukt:
Numbers-File/ Video/ Keynote-Präsentation

Allgemeine Beschreibung

2er-Teams oder kleine Gruppen bauen sich eine 1 Meter lange Kugelbahn und markieren diese alle 25cm. Die Kugel wird hinuntergerollt und die Zeit dabei mitgestoppt.

Die Zeitabstände zwischen den Markierungen dienen als Rechengrößen der Beschleunigung. Wie verhält sich die Kugel bei Geschwindigkeit? In welchem Zusammenhang stehen Geschwindigkeit und Beschleunigung? Bestätigt oder widerlegt sich die im Vorhinein aufgestellte Vermutung der Schülerinnen und Schüler?

Welche Kompetenzen werden gestärkt?

Weg und Geschwindigkeit
Gleichförmige und die gleichförmig beschleunigte Bewegung

Lernbezogene Tätigkeitsfelder

Videoerstellung
Durchführen
Tabellenkalkulation
Diagramme erstellen
Gegenüberstellen, Vergleichen
Zusammenfassen

Unterrichtsszenario: Geschwindigkeit & Beschleunigung

Videoerstellung:

Teams/Kleingruppen bauen sich eine 1 Meter lange Kugelbahn auf und markieren diese alle 25cm.
Während die Kugel die Bahn hinunter rollt, wird die Zeit mit dem edu-iPad im Hintergrund mitgestoppt. Ein weiteres Kind filmt das Ganze mit einem zweiten edu-iPad.
Klickt man in der Foto-App auf das Video und "Bearbeiten", werden die einzelnen Videosequenzen angezeigt.
In der Zeitleiste können die Teams das Video jederzeit stoppen und schauen, welche Uhrzeit ihnen an der Stelle angezeigt wird.

Interaktives Numbers File inklusive Diagramm:

Ein neues Numbers Dokument wird geöffnet.
Schülerinnen und Schüler sollen sich im Vorhinein überlegen, wie sich die Kugel bei dem Verhalten wird. Ihre Vermutung halten sie im ersten Textfeld schriftlich fest.

Tabelle:

Im zweiten Feld, einer Tabelle, schreiben die Kinder die gemessenen Zeiten zu den Messungspunkten hinein.
Anschließend berechnen sie die Zeitdifferenz zwischen den Zeitpunkten, mit einer Formel (im Beispiel unten =A3-A4).
Dann berechnen sie die Geschwindigkeit, ebenfalls mithilfe einer Formel (im Beispiel unten =0,25/C3).

Diagramm:

Zum Schluss erstellen die Teams aus der Geschwindigkeits-Spalte ein Liniendiagramm und stellen die Werte grafisch dar. So sehen die Schülerinnen und Schüler auf einen Blick, dass sich die Geschwindigkeit mit der Zeit erhöht.
In einem abschließenden Textfeld notieren die Kinder anschließend ihre Beobachtungen bei dem Versuch und welche Schlussfolgerungen sie daraus ziehen.
Besonders hilfreich ist es, das erstellte Video einzufügen. Im interaktiven Numbers-File können sich die Schülerinnen und Schüler das Video jederzeit abspielen.

Numbers im edu-iPad Unterricht

Praxiserfahrungen aus dem Klassenzimmer

Digitale Kompetenzen stärken: Erstellen Schülerinnen und Schüler das Numbers-Dokument selbst, lernen sie gleichzeitig den Umgang mit Tabellenkalkulationen und die Anwendung von Formeln, Diagrammen, etc.
Da der Bildschirm des iPads das Video nicht auf 100 Hertz genau wiederholt, müssen die Zeiten zur Berechnung aufgerundet werden.
Als Erweiterung können die Kinder den Versuch mit verschiedenen Schrägen ausprobieren und die Ergebnisse zueinander in Verhältnis setzen.

Tipps und Tricks zum Einsatz

Um Zeit bei der Vorbereitung, wie auch im Unterricht zu sparen, kannst du dir hier gerne unsere Numbers-Vorlage herunterladen.
Die vorinstallierte Uhr-App am edu-iPad ist für das Beispiel ausreichend.
Um Gruppenarbeiten zu vereinfachen, kannst du Dokumente in Numbers über die Funktion "Zusammenarbeiten" auch mit anderen teilen.
Statt eines Numbers-Dokuments eignen sich auch Videos in iMovie oder Keynote-Präsentationen hervorragend für die Zusammenfassung der Ergebnisse. Überlasse den Schülerinnen und Schülern die Auswahl des Mediums.

Ingo Stein, edu-iPad Lehrer an der NMS Koppstraße Wien, erklärt das Beispiel in einem seiner iPad Teacher Trainings: